一种余热锅炉动态运行特性建模方法与流程

本发明涉及发电
技术领域：
，具体为一种余热锅炉动态运行特性建模方法。
背景技术：
：大型燃气-蒸汽联合循环机组正越来越多的应用于电力生产和热力供应。余热锅炉作为联合循环中连接燃机、汽轮机的中间纽带，其性能对于联合循环的安全性、经济性都有着重要影响。由于联合循环机组启停、变负荷频繁，在发生扰动时，锅炉运行参数可能受到较大影响。无论是余热锅炉的仿真，还是余热锅炉控制中的预测模型，或是运行人员对余热锅炉运行调整，都需要了解余热锅炉的动态特性，对于提高整个机组的安全性、经济性和可靠性具有重要的意义。建立余热锅炉的数学模型，传统的建模方法较多地适用于特定的余热锅炉，通用性不强，针对不同的余热锅炉需要重新建立模型，建模效率较低；其次，对于锅炉烟气侧的换热模型，常用的建模方法是简化为烟气横掠单管换热，一定程度上降低了模型的精确度，不利于锅炉动态运行特性的精准获取。技术实现要素：本发明针对自然循环余热锅炉，根据锅炉工作机理和结构特性，并充分考虑管束传热的影响，采用集总参数法建立其动态模型，可广泛适用于目前燃气-蒸汽联合循环发电机组常用的双压/三压型、卧式/立式余热锅炉。为实现上述技术目的，本发明提供的技术方案为：一种余热锅炉动态运行特性建模方法，所述余热锅炉的进气为温度低于1500℃的烟气，其特征在于，包括以下步骤：(一)建立烟气侧换热模型1)烟气焓值公式的拟合视所述烟气为完全气体，通过公式(1)计算烟气焓值；hy＝aty+b(1)式(1)中：hy为烟气焓值，ty为烟气温度，ɑ、b表示常数；2)烟气侧换热量的计算当受热面为螺旋鳍片管束时，采用公式(2)计算其对流换热系数αk；式(2)中：c1为烟气特性修正系数，c3为鳍片结构修正系数，c5为管束结构修正系数，d为光管外径，d0为鳍片管外径，λ为管壁金属的导热系数，re为雷诺数，pr为普朗特数，ty为烟气绝对温度，tm为受热面金属绝对温度。烟气侧折算所述对流换热系数为α：α＝αk(eaf+ab)/a，a＝af+ab(3)式(3)中：af为鳍片面积，ab为光管面积，a为鳍片管总面积，e为鳍片有效系数，e＝f(hq,λq)，hq为鳍片高度，λq为鳍片的导热系数；烟气侧换热量计算按稳态处理：qy＝αa(ty-tm)＝g(h'y-h"y)(4)式(4)中：qy为烟气侧换热量，α为公式(3)折算出的换热系数，a为鳍片管总面积，ty为烟气温度，tm为金属温度，g为烟气质量流量，h'y为烟气侧进口的烟气焓值，h"y为烟气侧出口的烟气焓值；受热面金属绝对温度tm由工质绝对温度和烟气绝对温度的加权平均经验公式计算：tm＝tw+0.3(ty-tw)(5)式(5)中：tw为工质绝对温度，ty为烟气绝对温度。综合式(1)～式(5)，可得烟气侧换热量qy为：qy＝f(ty,tw,g)(6)；(二)建立非相变模块的模型基于所述烟气侧换热模型、质量守恒方程、能量守恒方程、流动阻力与流量的关系建立余热锅炉非相变受热面的数学模型，以所述非相变受热面的进口工质参数和烟气参数为输入量，以所述非相变受热面的出口工质参数和烟气参数为输出量；(三)建立相变模块的模型基于所述烟气侧换热模型、质量守恒方程、能量守恒方程、流动阻力与流量的关系、热负荷与自然循环流量的关系建立蒸发受热面的数学模型，以所述蒸发受热面的进口工质参数和烟气参数为输入量，以所述蒸发受热面的出口工质参数和烟气参数为输出量；(四)建立汽包模块的模型基于水侧质量守恒方程、汽侧质量守恒方程、水/汽侧能量守恒方程、汽包压力变化计算方程、汽包压力变化导致的汽包内汽化量计算方程、汽包水位计算方程建立汽包的数学模型；(五)根据余热锅炉的结构，定义锅炉各组件的模块属性，根据所述模块属性，从步骤(二)到步骤(四)建立的模型中，为组件选择合适的模型，并输入与组件对应的参数，建立各组件的组件模型；按照余热锅炉各组件之间进出口的物理连接关系，确定各组件模型之间输入、输出量的传递关系，搭建出余热锅炉的动态运行数学模型。在上述方案的基础上，进一步改进或优选的方案还包括：所述步骤(二)包括：所述能量守恒方程：式(7)中：d'为进口工质流量，d"为出口工质流量，h'为进口工质焓值，h"为出口工质焓值，q为工质吸热量，v为体积，ρ为工质密度，h为工质焓值，τ为时间，为工质密度与焓值的乘积对时间的求导；所述质量守恒方程为：式(8)中：为工质密度对时间的求导；所述动量守恒方程为：式(9)中：p'为进口工质压力，p"为出口工质压力，δp0为锅炉额定负荷下工质压降，d为工质流量，d0为锅炉额定负荷下工质流量；假设烟气对受热面金属管壁及金属对管内工质都只有径向传热，且管壁无径向温差，金属蓄热量由下式计算：式(10)中：qy为烟气侧换热量，q为工质吸热量，m为有效金属质量，c为金属比热，为金属温度对时间的求导；工质热力性质方程：ρ＝ρ(h,p),t＝t(h,p)(11)式(11)中，ρ为工质密度，t为工质温度，p为工质压力，h为工质焓值；式(11)通过iapws-if97水和水蒸气性质模型来计算，公式(7)到公式(11)可组成封闭方程，金属温度tm通过烟气温度ty和工质温度t换算得到后，带入公式(10)。所述步骤(三)包括：上升管为蒸发受热面，上升管内的物质视为饱和蒸汽与饱和水的混合体，即汽水混合物，在建立能量守恒方程和质量守恒方程时，将所述汽水混合物视为单相工质；能量守恒方程为：式(12)中：d'为进口工质流量，d"为出口工质流量，h'为进口工质焓值，h"为出口工质焓值，q为工质吸热量，v为体积，ρ为工质密度，h为工质焓值，τ为时间，为工质密度与焓值的乘积对时间的求导；质量守恒方程为：式(13)中：τ为时间，为工质密度对时间的求导；设烟气对受热面金属管壁、金属管壁对管内工质都只有径向传热，且金属管壁无径向温差，金属蓄热量由下式计算：式(14)中：qy为烟气侧换热量，q为工质吸热量，m为有效金属质量，c为金属比热，τ为时间，为受热面金属温度对时间的求导；自然循环余热锅炉的蒸发受热面流量的计算方式如下：工质流动阻力与密度差引起的循环动力相等，则：式(15)中：ρw为工作压力下饱和水密度，ρs为工作压力下饱和蒸汽密度，g为重力加速度，h为蒸发受热面工质进、出口的高度差，d为受热面流量，d0为受热面额定工况下的流量，δp0为受热面与下降管额定流量下的总阻力，x为蒸发受热面汽水混合物含汽率；用于计算所述汽水混合物的总焓值、密度以及含汽率的计算公式为：x(hs-hw)d＝q(16)式(16)中：x为蒸发受热面汽水混合物含汽率，hs为工作压力下饱和蒸汽焓，hw为工作压力下饱和水焓，d为工质流量；饱和状态下，上升管内饱和水和饱和汽的密度、焓值及温度均为压力的一元函数，其热力性质方程采用iapws-if97模型求解。所述步骤(四)包括：以汽包进口的工质参数和烟气参数为输入量，以汽包出口的工质参数和烟气参数为输出量；通过汽水分界面将汽包内分为饱和汽与饱和水，汽包内部容积为饱和水与饱和蒸汽容积之和，忽略汽包壁温的径向分布，设汽包壁温等于汽包内饱和水的温度；所述水/汽侧能量守恒方程为：式(17)中：d'w为汽包进水流量，d"w为汽包出水流量，d's为汽包进汽流量，d"s为汽包出汽流量，h'w为汽包进水焓值，h"w为汽包出水焓值，h's为汽包进汽焓值，h"s为汽包出汽焓值，vw为汽包内饱和水体积，vs为汽包内饱和汽体积，ρw为汽包内饱和水密度，ρs为汽包内饱和汽密度，hw为汽包内饱和水焓值，hs为汽包内饱和汽焓值，md为汽包金属质量，cd为汽包金属比热，td为汽包金属温度，τ为时间，为vwρwhw的乘积、vsρshs的乘积、mdcdtd的乘积之和对时间的求导；水侧质量守恒方程为：式(18)中，d'w为汽包进水流量，d"w为汽包出水流量，vw为汽包内饱和水体积，ρw为工作压力下饱和水密度，τ为时间，为汽包内饱和水体积密度的乘积对时间的求导；汽侧质量守恒方程为：式(19)中，d's为汽包进汽流量，d"s为汽包出汽流量，vs为汽包内饱和汽体积，ρs为汽包内饱和汽密度，τ为时间，为汽包内饱和汽体积密度的乘积对时间的求导；汽包内汽、水容积的变化，附加的参量守恒方程为：式(20)中，vs为汽包内饱和汽体积，ρs为汽包内饱和汽密度，hs为汽包内饱和汽焓值，vw为汽包内饱和水体积，ρw为汽包内饱和水密度，hw为汽包内饱和水焓值，τ为时间，式(20)是指vsρshs的乘积与vwρwhw的乘积之和对时间的求导；对汽包压力p计算公式为：p＝p(ρs,x)(21)式(21)、(22)中：式(21)中,ρs为汽包内饱和汽密度,x为蒸发受热面汽水混合物含汽率，d's为汽包进汽流量，d"s为汽包出汽流量，vd为汽包内容积，dτ为时间变量的微分；对汽包水位l计算公式为：,l＝f(vw)(23)式(23)中，vw为汽包内饱和水体积；所述余热锅炉的组件中：过热器、省煤器或再热器为非相变受热面；蒸发器为相变受热面。有益效果：本发明余热锅炉动态特性建模方法，对锅炉各个受热面的热量交换、动量传递和工质参数变化的机理进行了深入分析处理，将烟气侧换热、有相变的受热面、无相变受热面、汽包分别进行建模并封装成可复用模块，将各模块按照烟气、汽水流程连接即得锅炉动态数学模型。本发明针对不同组成结构的余热锅炉，具有更好的通用性，可快速、精准地建立余热锅炉的动态运行模型，以便应用于仿真机、预测控制或帮助运行人员认识余热锅炉动态运行特性。附图说明图1为自然循环双压余热锅炉实例的流程示意图；图2为针对图1实例，通过本发明方法建立的锅炉整体模型的计算流程图；图3为针对图1实例，建立的锅炉相变受热面模型图；图4为针对图1实例，建立的锅炉非相变受热面模型图；图5为针对图1实例，建立的汽包模型图；图6～图17为针对图1实例，本发明方法计算的模型数据与锅炉实际运行数据的对比图。具体实施方式为了进一步阐明本发明的技术方案和工作原理，下面以某自然循环双压余热锅炉建模为实例，对本发明作详细的介绍。锅炉为某新建联合循环电站双压无再热、自身除氧、卧式、无补燃型、自然循环余热锅炉，不设旁路烟道。与燃用天然气的sgt5-2000e型燃气轮机相匹配。如图1所示，所述自然循环双压余热锅炉，包括第一低压省煤器、第二低压省煤器、低压蒸发器、低压过热器、高压省煤器、第一高压过热器、第二高压过热器、高压汽包和低压汽包等组件，其中所述的“低压”“高压”是指同类型组件之间工作压力的相对比较，并不是对压力值范围的限定。按照烟气的流向，所述第二高压过热器、第一高压过热器、高压蒸发器、高压省煤器、低压过热器、低压蒸发器、第二低压省煤器、第二低压省煤器依次设置在烟道中。低温进水首先进入第一低压省煤器，第二低压省煤器与第一低压省煤器串联后，第二低压省煤器的出口与低压汽包的进口连接，同时第一低压省煤器的进口管与第二低压省煤器的出口管之间通过设有控制阀的短接支路连接；低压汽包的第一液体出口与低压蒸发器的进口连接，低压蒸发器的出口再连接至低压汽包，与低压汽包构成循环；低压汽包的第二液体出口与高压省煤器的进口连接；低压汽包的汽体出口与低压过热器连接，由低压过热器向外部输出低压蒸汽。所述高压省煤器的出口与高压汽包的进口连接。所述高压汽包的液体出口与高压蒸发器的进口连接，高压蒸发器的出口再连接至高压汽包，与高压汽包构成循环；高压汽包的出口与第一高压过热器的进口连接，第一高压过热器的出口与第二高压过热器进口连接，由第二高压过热器向外部输出高压蒸汽。针对上述余热锅炉的余热锅炉动态运行特性建模方法，具体过程如下：(一)获取余热锅炉各组成部件的参数，包括管排结构、管径和壁厚、鳍片尺寸、金属质量等，以及入口烟气参数，包括烟气温度、流量、压力，烟气(燃机排气)成分等。工质物性参数数据库，采用水和水蒸气热力性质模型ipws-if97。(二)建立烟气侧换热模型1)烟气焓值公式的拟合进余热锅炉的燃机排气为温度低于1500℃的烟气，烟气温度低于1500℃时，气体的离解现象可忽略，遵循完全气体状态方程，视烟气焓值只与气体成分和温度有关。烟气焓值为各组分焓加权平均之和，根据烟气成分和温度，拟合出通用形式的烟气焓值公式，烟气焓值为烟温的单值函数，可应用于各受热面烟气侧焓值计算；视所述烟气为完全气体，通过公式(1)计算烟气焓值；hy＝aty+b(1)式(1)中：hy为烟气焓值，ty为烟气温度，a、b表示常数。不同成分和温度的烟气，a、b的取值可能会有所不同。举例说明：设烟气为热物性2000pa，100～600℃的天然气燃烧产物，其成分包含体积百分比为3.02％的co2(包含so2)、74.86％的n2、14.15％的o2、7.35％的h2o、0.62％的ar，统计各组分在不同温度下的焓值，根据各组分在烟气中的体积比、质量比，对所有组分的焓值做加权平均处理，计算出烟气在不同温度下的焓值。表一烟气成分体积比(％)质量比co2(包含so2)3.020.046886581n274.860.737823536o214.150.159364968h2o7.350.047207254ar0.620.00871766表二温度co2n2o2h2oar加权平均℃kj/kgkj/kgkj/kgkj/kgkj/kgkj/kg100572.2617387.4157340.48552677.3871194.0261495.0208244200668.2167492.1396435.34342875.2956246.1146601.7014174300771.2243598.1893533.29143074.4515298.1815710.242041400880.0645706.2232634.2813278.5103350.2372821.2362039500993.7682816.5923737.94883488.6991402.2864934.89750046001111.5391929.3707843.8673705.5515454.33141051.200301根据表二拟合的结果为hy＝1.1119ty+379.9kj/kg。该举例仅供参考，本实施例中的自然循环双压余热锅炉的烟气焓值公式为：hy＝1.1369ty+439.99kj/kg。2)烟气侧换热量的计算烟气温度较低，这里只考虑烟气的对流换热，忽略辐射换热。针对余热锅炉受热面常用的螺旋鳍片管束，其对流换热系数的计算采用精度较高的试验关联式(2)：式(2)中：αk为螺旋鳍片管束的对流换热系数，c1为烟气特性修正系数，c3为螺旋鳍片管束的鳍片结构修正系数，c5为螺旋鳍片管束的管束结构修正系数，d为螺旋鳍片管的光管外径，d0为螺旋鳍片管的鳍片管外径，λ为螺旋鳍片管管壁金属的导热系数，re为雷诺数，pr为普朗特数，ty为烟气绝对温度，tm为受热面金属绝对温度，c1、c3、c5的取值与烟气特性、管束结构、鳍片形式有关，计算公式为现有技术，此处不再展开介绍。对于余热锅炉，通常采用错列的螺旋锯齿形换热管束。烟气侧折算所述对流换热系数为α：α＝αk(eaf+ab)/a，a＝af+ab(3)式(3)中：af为鳍片面积，ab为光管面积，a为鳍片管总面积，e为鳍片有效系数，反映了鳍片结构和材料特性对其传热性能的影响程度，e＝f(hq,λq)，hq为鳍片高度，λq为鳍片的导热系数；管外烟气流速高，热容小，烟气侧换热量计算按稳态处理：qy＝αa(ty-tm)＝g(h'y-h"y)(4)式(4)中：qy为烟气侧换热量，α为公式(3)折算出的换热系数，a为螺旋鳍片管束的鳍片管总面积，ty为烟气温度，tm为金属温度，g为烟气质量流量，h'y为烟气侧进口的烟气焓值，h"y为烟气侧出口的烟气焓值；受热面金属绝对温度tm由工质绝对温度和烟气绝对温度的加权平均经验公式计算：tm＝tw+0.3(ty-tw)(5)式(5)中：tw为工质绝对温度，ty为烟气绝对温度。综合式(1)～式(5)，可得烟气侧换热量qy为：对于特定结构的锅炉来说，其受热面结构尺寸是固定的，与结构尺寸相关的变量：c3、c5、af、ab都可直接计算出来，e为鳍片高度和鳍片导热系数的函数，也可直接计算得出。而与烟气特性相关的，λ、pr均可表示为烟气温度函数，具体公式与烟气焓值拟合方法一样，c1可表示为re的函数，re可表示为烟气流速的函数，烟气流速为烟气量与通流面积的比值，而对于特定的锅炉，烟气流经各受热面的通流面积是一定的，所以c1、re可表示g的函数。综合以上所述，受热面烟气侧换热量只与烟气温度、受热面金属温度以及烟气流量有关。故将烟气侧换热量qy的方程简化为通用表达式：qy＝f(ty,tw,g)(6)；本实施例中的自然循环双压余热锅炉，在带入相关参数后，其烟气侧焓值公式为：上式中，k为常量，各组件可分别计算得出适用于自身的k值。(三)建立非相变模块的模型基于上述烟气侧换热模型、质量守恒方程、能量守恒方程、流动阻力与流量的关系建立余热锅炉非相变受热面(省煤器、过热器或再热器)的数学模型。以所述非相变受热面的进口工质参数和烟气参数为模型输入量，以所述非相变受热面的出口工质参数和烟气参数为模型输出量。所述能量守恒方程：式(7)中：d'为进口工质流量，d"为出口工质流量，h'为进口工质焓值，h"为出口工质焓值，q为工质吸热量，v为体积，ρ为工质密度，h为工质焓值，τ为时间，为工质密度与焓值的乘积对时间的求导；所述质量守恒方程为：式(8)中：为工质密度对时间的求导；压力-流量过程变化快，可认为是稳态过程，得动量守恒方程：式(9)中：p'为进口工质压力，p"为出口工质压力，δp0为锅炉额定负荷下工质压降，d为工质流量，d0为锅炉额定负荷下工质流量；假设烟气对受热面金属管壁及金属对管内工质都只有径向传热，且管壁无径向温差，金属蓄热量由下式计算：式(10)中：qy为烟气侧换热量，q为工质吸热量，m为有效金属质量，c为金属比热，为金属温度对时间的求导；工质热力性质方程：ρ＝ρ(h,p),t＝t(h,p)(11)式(11)中，ρ为工质密度，t为工质温度，p为工质压力，h为工质焓值；式(11)可由iapws-if97水和水蒸气性质模型来计算，公式(7)到公式(11)可组成封闭方程，金属温度tm可通过烟气温度ty和工质温度t换算得到后，带入公式(10)。(四)建立相变模块的模型基于所述烟气侧换热模型、质量守恒方程、能量守恒方程、流动阻力与流量的关系、热负荷与自然循环流量的关系建立蒸发受热面的数学模型，以所述蒸发受热面的进口工质参数和烟气参数为模型输入量，以所述蒸发受热面的出口工质参数和烟气参数为模型输出量。上升管(蒸发器)为蒸发受热面，上升管内的物质视为饱和蒸汽与饱和水的混合体，即汽水混合物，在建立能量守恒方程和质量守恒方程时，将所述汽水混合物视为单相工质；能量守恒方程为：式(12)中：d'为进口工质流量，d"为出口工质流量，h'为进口工质焓值，h"为出口工质焓值，q为工质吸热量，v为体积，ρ为工质密度，h为工质焓值，τ为时间，为工质密度与焓值的乘积对时间的求导；质量守恒方程为：式(13)中：τ为时间，为工质密度对时间的求导；设烟气对受热面金属管壁、金属管壁对管内工质都只有径向传热，且金属管壁无径向温差，金属蓄热量由下式计算：式14)中：qy为烟气侧换热量，q为工质吸热量，m为有效金属质量，c为金属比热，τ为时间，为受热面金属温度对时间的求导；自然循环余热锅炉的蒸发受热面流量的计算方式如下：工质流动阻力与密度差引起的循环动力相等，则：式(15)中：ρw为工作压力下饱和水密度，ρs为工作压力下饱和蒸汽密度，g为重力加速度，h为蒸发受热面工质进、出口的高度差，d为受热面流量，d0为受热面额定工况下的流量，δp0为受热面与下降管额定流量下的总阻力，x为蒸发受热面汽水混合物含汽率；用于计算所述汽水混合物的总焓值、密度以及含汽率的计算公式为：x(hs-hw)d＝q(16)式(16)中：x为蒸发受热面汽水混合物含汽率，hs为工作压力下饱和蒸汽焓，hw为工作压力下饱和水焓，d为工质流量；饱和状态下，上升管内饱和水和饱和汽的密度、焓值及温度均为压力的一元函数，其热力性质方程采用iapws-if97模型求解；(五)建立汽包模块的模型基于水/汽侧质量守恒方程、水/汽侧能量守恒方程、汽包压力变化计算方程、汽包压力变化导致的汽包内汽化量计算方程、汽包水位计算方程建立汽包的数学模型。以汽包进口的工质参数和烟气参数为输入量，以汽包出口的工质参数和烟气参数为输出量；设定以下条件：通过汽水分界面将汽包内分为饱和汽与饱和水，汽包内部容积为饱和水与饱和蒸汽容积之和；忽略汽包壁温的径向分布，设汽包壁温等于汽包内饱和水的温度；所述水/汽侧能量守恒方程为：式(17)中：d'w为汽包进水流量，d"w为汽包出水流量，d's为汽包进汽流量，d"s为汽包出汽流量，h'w为汽包进水焓值，h"w为汽包出水焓值，h's为汽包进汽焓值，h"s为汽包出汽焓值，vw为汽包内饱和水体积，vs为汽包内饱和汽体积，ρw为汽包内饱和水密度，ρs为汽包内饱和汽密度，hw为汽包内饱和水焓值，hs为汽包内饱和汽焓值，md为汽包金属质量，cd为汽包金属比热，td为汽包金属温度，τ为时间，为vw、ρw、hw的乘积，vs、ρs、hs的乘积，md、cd、td的乘积之和对时间的求导；水侧质量守恒方程为：式(18)中，d'w为汽包进水流量，d"w为汽包出水流量，vw为汽包内饱和水体积，ρw为工作压力下饱和水密度，τ为时间，为汽包内饱和水体积密度的乘积对时间的求导；汽侧质量守恒方程为：式(19)中，d's为汽包进汽流量，d"s为汽包出汽流量，vs为汽包内饱和汽体积，ρs为汽包内饱和汽密度，τ为时间，为汽包内饱和汽体积密度的乘积对时间的求导；汽包不存在吸、放热过程，汽包内的主要能量过程是在汽包压力变化而导致的汽化和凝结，这一过程导致汽包内汽、水容积的变化，附加的参量守恒方程为：式(20)中，vs为汽包内饱和汽体积，ρs为汽包内饱和汽密度，hs为汽包内饱和汽焓值，vw为汽包内饱和水体积，ρw为汽包内饱和水密度，hw为汽包内饱和水焓值，τ为时间，式(20)是指vs、ρs、hs的乘积与vw、ρw、hw的乘积之和对时间的求导；对汽包压力p计算公式为：p＝p(ρs,x)(21)式(21)、(22)中：式(21)中,ρs为汽包内饱和汽密度,x为蒸发受热面汽水混合物含汽率，d's为汽包进汽流量，d"s为汽包出汽流量，vd为汽包内容积，dτ为时间变量的微分；对汽包水位l计算公式为：l＝f(vw)(23)式(23)中，vw为汽包内饱和水体积；(六)根据上述余热锅炉的结构，定义锅炉各组件的模块属性，判断各组件适用的模型。在本实施例自然循环双压余热锅炉的各组件中，低压过热器、第一高压过热器、第二高压过热器、第一低压省煤器、第二低压省煤器、高压省煤器等组件均为非相变受热面，则低压过热器、第一高压过热器、第二高压过热器、第一低压省煤器、第二低压省煤器和高压省煤器的模型为非相变模块模型；低压蒸发器、高压蒸发器均为相变受热面，则低压蒸发器、高压蒸发器的模型为相变模块模型。按照余热锅炉各组件之间进出口的物理连接关系，确定各组件模型之间输入、输出量的传递关系，在各组件模型中分别输入对应的受热面结构参数、工质参数等数据，即得到整个余热锅炉的动态运行数学模型，各组件模型为锅炉动态运行数学模型的子模块。将余热锅炉的高压蒸汽出口、低压蒸汽出口均接入汽轮机模型(调阀全开，滑压运行)，可形成封闭系统。(七)仿真计算，根据烟气的参数和余热锅炉给定的初始条件、边界条件，采用贯序模块法进行迭代计算，直至收敛为止。基于仿真平台，给定边界条件和初始条件，对上述动态运行数学模型按照图2所示流程进行了仿真计算：按照蒸汽流程依次计算低压蒸发器至第二高压过热器的各受热面，以各子模块输入参数(图2所示各子模块左侧参数)和初始参数计算输出参数(图2所示各子模块右侧参数)，并将输出参数传递给下游模块作为输入参数或作为动态运行数学模型的总输出参数。所述边界条件为余热锅炉入口烟气温度，入口烟气流量，各压力等级给水流量，低压给水焓，除氧节省流量及焓值等。所述初始条件包括各受热面的初始出、入口工质参数(流量、温度、压力等)和烟气参数(流量、温度等)，高、低压汽包初始水位、压力等。(八)扰动试验模拟对锅炉入口烟气温度、烟气流量和高压给水流量分别扰动(降低10％)时，得出蒸汽温度、蒸汽流量以及汽包压力和水位动态响应特性曲线。根据仿真初始条件进行了余热锅炉运行验证试验，通过对比仿真曲线与实际运行值，变化趋势基本一致，相对误差小于±5％。本发明建模方法中，相变模块模型、非相变模块模型、汽包模块模型均为可复用的模块模型，根据锅炉结构，通过修改部分参数即可适用于新的锅炉建模。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。当前第1页12